基于信道均衡技術(shù)的室內(nèi)可見光MIMO通信系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著白光LED技術(shù)的發(fā)展和在照明領(lǐng)域的普及，出現(xiàn)一種新興的無線光通信——可見光通信(VLC)。通過對照明白光LED驅(qū)動上進行數(shù)據(jù)信號的調(diào)制，VLC可向室內(nèi)設(shè)備提供高達千兆級速率的通信能力。然而目前，可見光通信仍處于實驗研究階段，主要是因為室內(nèi)照明環(huán)境復雜多變，VLC系統(tǒng)受LED功率制約以及反射光路多徑效應(yīng)的干擾，傳輸信道出現(xiàn)極大的背景噪聲與碼間串擾(ISI)，系統(tǒng)信噪比與誤碼率無法滿足高速、穩(wěn)定、可靠的現(xiàn)實通信要求。
　　本文基于

2、多輸入輸出的可見光通信概念(MIMO-VLC)，著眼于通過自適應(yīng)均衡技術(shù)降低噪聲與串擾，通過以下幾方面工作提高系統(tǒng)性能并降低多用戶服務(wù)性能差異:
　　1.介紹MIMO-VLC系統(tǒng)與信道模型，搭建實際仿真環(huán)境，展示了LED光照分布、接收光功率和信噪比分布以及多徑時延擴展分布，針對性地闡述信噪比分布位置性差異、多徑延遲引發(fā)的碼間串擾等影響系統(tǒng)性能因素的產(chǎn)生原因及解決思路。
　　2.提出一種新型的LED陣列布局方案，使信噪比分布平

3、滑無暗角，令系統(tǒng)提供給不同位置用戶等值的通信能力，在合理配置布局位置與輸出功率下仿真得到低至0.8dB的信噪比差異抖動。
　　3.針對新布局更極端的多徑效應(yīng)，擬采用時域均衡技術(shù)降低碼間串擾，分析線性迫零均衡(ZF)與自適應(yīng)最小均方差均衡(LMS)效果，得出系統(tǒng)在信道均衡器加持下可改善誤碼性能，但對于高速多變信道，抵抗串擾效果仍不理想。
　　4.提出基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)的自適應(yīng)均衡技術(shù)與分集接收技術(shù)，利用多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解決

4、二值分類問題，結(jié)合MIMO-VLC多輸入分集特性實現(xiàn)信道估計與自適應(yīng)均衡優(yōu)化。
　　研究表明，具有ANN均衡的分集接收器，只需要少量訓練序列便可達傳統(tǒng)LMS均衡效果，越高速率情況下，更能充分利用有限的差異信息估計系統(tǒng)信道，自適應(yīng)地提升噪聲抵抗與串擾均衡能力，表現(xiàn)出在苛刻信噪比下維持高速率低誤碼傳輸?shù)膬?yōu)異性能，從而提升復雜信道中的系統(tǒng)整體性能。
　　文章最后，提出了雙向全雙工的MIMO-VLC系統(tǒng)的設(shè)想，利用白光LED中三色發(fā)